微结构表面喷雾冷却性能试验研究

搭建一套封闭式喷雾冷却试验系统,使用水作为冷却工质,结合高速摄像仪对试验进行可视化研究,分析对比光滑表面和微结构表面喷雾冷却换热特性。结果发现,相比光滑表面,不同几何形貌的微结构表面都能提高喷雾冷却的换热能力,其中换热最好的是方形肋表面,直肋表面次之,扇形肋表面较差,但均优于光滑表面。微结构表面的润湿性强于光滑表面,微结构的存在能够提高喷雾冷却热流密度,使喷雾冷却提前进入两相区,避免了沸腾的滞后性。不同形式的微结构表面表现出不同的换热效果,主要是因为微结构表面对换热的强化不仅和面积增幅有关,还与微槽的紧密程度和排列方式有关。此外,试验中发现喷雾冷却存在温度不均匀现象,且微结构表面温度不均匀性大于光滑表面,但是降低系统压力,这种温度不均匀性可以得到明显改善。